被動(dòng)蒸發(fā)冷卻風(fēng)洞溫度場(chǎng)模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、亞熱帶地區(qū)建筑氣候資源豐富，具有優(yōu)越的被動(dòng)蒸發(fā)冷卻自然條件?；诒粍?dòng)蒸發(fā)冷卻效果的高效性，提出了該地區(qū)建筑表面被動(dòng)蒸發(fā)冷卻問(wèn)題。 風(fēng)洞技術(shù)是研究被動(dòng)蒸發(fā)冷卻問(wèn)題的一個(gè)重要手段，風(fēng)洞內(nèi)部良好的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)分布是進(jìn)行建筑表面被動(dòng)蒸發(fā)冷卻傳熱過(guò)程研究的前提，因此在研究之前必須對(duì)風(fēng)洞溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)進(jìn)行模擬和實(shí)驗(yàn)研究。 該文對(duì)存在自由水面蒸發(fā)情況下風(fēng)洞內(nèi)溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)進(jìn)行模擬研究，通過(guò)建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，采用通用化CFD軟件(P

2、hoenics)、K-ε兩方程及IMMESOL輻射換熱模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，得到了風(fēng)洞試驗(yàn)段溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)分布情況，以及風(fēng)洞試驗(yàn)段溫度邊界層和速度邊界層的發(fā)展情況。模擬結(jié)果表明風(fēng)洞內(nèi)部溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)的分布良好，試驗(yàn)段橫向流場(chǎng)分布優(yōu)于縱向流場(chǎng)；溫度邊界層和速度邊界層的發(fā)展能夠滿足實(shí)驗(yàn)的要求，在實(shí)驗(yàn)取值斷面得到了充分發(fā)展。 在實(shí)驗(yàn)研究中，對(duì)溫度測(cè)試儀器(包括了熱電偶、溫度自記儀等)進(jìn)行了標(biāo)定，標(biāo)定結(jié)果證明了使用熱電偶簡(jiǎn)易裝置測(cè)試空氣溫度

3、和相對(duì)濕度的可行性；對(duì)實(shí)驗(yàn)中采用的計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了介紹；對(duì)影響試件蒸發(fā)量的水蒸氣濃度、風(fēng)速和輻射強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究；通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到風(fēng)洞試驗(yàn)段溫度實(shí)際分布情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：無(wú)光源輻射時(shí)，風(fēng)速對(duì)蒸發(fā)量的影響占主導(dǎo)地位，風(fēng)速越大，蒸發(fā)量也越大；有光源輻射時(shí)，低風(fēng)速工況(0.5～1.0m/s)蒸發(fā)量主要受輻射強(qiáng)度的影響，風(fēng)速的影響不顯著，隨著風(fēng)速的增大，風(fēng)速的影響開始顯著，蒸發(fā)量受風(fēng)速和輻射強(qiáng)度的共同影響，各工況下的蒸發(fā)量基本相等；溫

4、度場(chǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果趨于一致，說(shuō)明了該文建立的風(fēng)洞溫度場(chǎng)模擬數(shù)學(xué)模型的正確性及采用Phoecics軟件的合理性。 為了獲得提高實(shí)驗(yàn)精度，擬采用柜式空調(diào)對(duì)風(fēng)洞房間溫度參數(shù)進(jìn)行控制，該文就空調(diào)擺放位置及相應(yīng)改善措施對(duì)風(fēng)洞流場(chǎng)的影響進(jìn)行模擬分析，得到以下結(jié)論：空調(diào)擺放于風(fēng)洞出口，在空調(diào)前方25cm處加設(shè)擋板時(shí)，風(fēng)洞流場(chǎng)的分布較好，但是縱向流場(chǎng)對(duì)稱性無(wú)法滿足實(shí)驗(yàn)要求。建議在風(fēng)洞穩(wěn)定段內(nèi)設(shè)置蜂窩器與阻尼網(wǎng)，使流場(chǎng)的分布得到進(jìn)一步改善。